星载红外探测器调焦机构设计与分析

为了补偿星载红外探测器焦平面的偏移,根据红外探测器的使用环境以及光学设计要求,设计了一种直线调焦机构。设计过程中充分考虑了调焦机构的各项性能指标,选用的滚珠丝杠、直线导轨及轴承等零部件都属于超精密级,因此该机构具有整体尺寸小、重量轻、刚度高、传动误差小的特点。模态分析结果显示其一阶基频为155Hz,对机构进行的误差分析及测试表明,该机构的调焦误差为0.003mm,满足使用要求。     

空间遥感器反射镜组件的设计与有限元分析

针对某空间遥感器反射镜的设计指标要求,分析并优化了反射镜的支撑形式和结构参数,得到了质量为23.7kg,轻量化率达到76.2%的反射镜结构。在反射镜基本构型确定的基础上,设计了镜体的支撑结构,通过合理设计柔性卸载结构满足了反射镜结构系统的动静态刚度和热尺寸稳定性要求。采用有限元软件ABAQUS对反射镜组件进行了精确有限元分析,分析结果表明,在1g重力作用下反射镜的面形精度RMS达到3.66nm,在4℃均匀温升载荷作用下反射镜的面形精度RMS达到4.16nm,在1g重力和4℃均匀温升载荷耦合作用下反射镜的面形精度RMS达到5.51nm,反射镜组件的一阶固有频率为137.51Hz。得到的结果显示该反射镜组件完全满足设计指标要求。     

基于接触理论的空间光学遥感器的动力学求解

遥感器结构中通过螺钉或销钉的非线性连接环节的存在使得准确求解动态刚度的困难加大，在介绍的经典接触理论的基础上，根据结构形式，材料和施加的预警力通过计算机模拟分析出连接部分接触面间的实际接触状态，在建立动力学有限元分析模型时，通过接触单元和螺钉单元模拟接触区域的刚度特性，获得系统的固有频率和振型，有限元分析结果与正弦招聘描试验时的结果基本一致（误差给为4％），表明这种方法能够较好地模拟出结构的动态刚度，相关分析还表明，只有通过分析接触等非线性环节，才能模拟出结构的真实动态刚度。     

一种航天遥感器调焦机构试验研究

调焦机构是航天光学系统的重要组成部分,调焦机构的精度直接影响到光学系统的成像.为提高调焦机构的精度,简化其中间环节,设计了一种新型的调焦机构.针对航天光学系统对调焦机构的要求,对该调焦机构的试验进行了设计,针对控制精度、晃动和高低温进行了试验,并分析了影响调焦机构精度的主要因素.试验结果表明:该调焦机构可以满足使用要求,且具有响应快、定位精度高、传动效率高、适用范围广等优点.     

一种空间相机调焦机构的设计与分析

为补偿空间相机由于温度、轨道高度变化,以及运载过程中冲击和振动等影响引起的离焦,并满足空间相机质量更轻、体积更小的需求,设计了一种调焦机构。该调焦机构采用步进电机和谐波齿轮减速器进行驱动,精密滚珠丝杠进行传动,直线轴承进行导向,绝对式编码器与滚珠丝杠同轴安装测量,总质量仅为1.4千克。论述了调焦机构的方案选择,给出了调焦机构的设计结构图。分析计算了调焦机构的的调焦误差,理论误差为5.1μm,满足调焦精度要求。此外,利用有限元对轻量化后的调焦机构进行了模态分析,结果表明其结构刚度较高,满足使用要求。     

一种高精度高可靠性调焦机构设计

为提高调焦机构的调焦精度和可靠性,设计了一种调焦机构,其主要由双步进电机、丝杠螺母、直线导轨、直线电位计和限位机构组成。文中具体给出了该机构的组成结构,分析并验证了机构的调焦精度,其中双步进电机驱动形式和新限位措施的采用提高了整个机构的可靠性。实验结果表明该机构的调焦精度优于0.01mm,且可靠性得到了很大提高。     

空间光学遥感器柔性支撑结构设计

为了在保证空间遥感器系统结构刚度的同时,使结构具有良好的热尺寸稳定性,设计了一种应用于空间光学遥感器的正交双向柔性支撑结构,有效解决了影响反射镜成像质量的力和热两个关键环境约束之间的矛盾,从而保持光学系统组件的有效位置,为遥感器能达到良好的成像质量提供了保证.对柔性铰链结构参数进行分析,并对铰链结构进行设计和性能的有限元仿真分析.结果表明,柔性支撑结构在力和热两种主要环境约束下能有效地保持结构的稳定性.     

空间光学遥感器反射镜柔性调节结构设计

针对空间光学遥感器圆形反射镜结构刚度高、热尺寸稳定性差的状况,设计了一种温升变形柔性调节结构,旨在保持结构刚度满足力学要求的同时,使反射镜具有良好的热尺寸稳定性.对柔性结构进行了合理的结构设计,对其力学模型及铰链参数进行分析,并对反射镜组件进行有限元仿真.结果表明:在柔性结构的调节作用下,反射镜在力和热两种环境约束工况下,面形PV值均远小于63.2 nm,满足成像质量要求.证明这种柔性调节结构在实际结构设计中是合理可行的.     

比值法光学遥感器机上辐射定标的研究

本文在简要介绍光学遥感器各种机上辐射定标方法的基础上,着重叙述了“太阳＋漫射白板＋比值辐射计”的机上定标方案。最后结合自行设计的比值辐射计及其测试结果对该系统的辐射定标精度进行了分析。     

星载遥感器扫描运动控制补偿信号的生成与模拟

研究利用星载遥感器扫描运动控制补偿提高图像质量的方法。分析了图像运动主要干扰因素及其影响，把干扰因素分为长周期干扰和短周期干扰，分别采用图像运动补偿和扫描镜扫描运动补偿来修正。针对扫描镜扫描运动补偿，讨论了星载扫描镜扫描运动控制和扫描运动补偿方法。基于航天动力学，研究了扫描运动补偿信号的生成方法。通过模拟，得出了姿态等因素对扫描运动的影响和定量的补偿信号。     

平行梁式传感器弹性体的设计与有限元分析

根据平行梁式传感器的结构和特点,利用材料力学相关知识对其弹性体进行设计,并建立力学模型。运用有限元分析方法进行分析,建立了既符合实际又简化的有限元模型;研究了弹性体的结构参数、载荷等因素对贴片区应变的影响,为找到准确的贴片位置和优化设计提供依据。     

空间遥感器电控箱结构设计

空间遥感器电控箱的在轨不可维修性要求其具有高的电磁屏蔽能力和力学稳定性。针对电磁屏蔽能力和力学稳定性要求,设计了一种框架式结构的双腔隔离电磁屏蔽结构。该结构主体采用稳定的框架式结构,力学性能好。电控箱整体结构分为两个封闭的腔体,一个腔体用来承载电子学器件,一个腔体负责数据信号的转出,具有极高的电磁屏蔽能力。通过反应电控箱结构屏蔽能力的电场辐射抗扰度试验（RS103）和电场辐射发射试验（RE102）证明了该结构的电磁屏蔽效果满足航天应用需求。并且,对整个结构进行了有限元分析和动力学试验,基频是235HZ,满足设计要求的120HZ,双腔隔离电控箱具有优良的力学性能和极高的电磁屏蔽能力。     

切割机升降机构设计及瞬态动力学有限元分析

根据企业要求设计船用热交换器铜管切割机,采用PLC控制。研究采用创新设计,由转轮、推杆、铰链和固定锯片、电机等部件的转板组成了偏置曲柄滑块机构。分析切割机升降机构的传动链组成、运动特性及切削升降机构瞬态动力学,计算握切削升降机构在冲击载荷下的载荷响应,探讨结构设计的技术改进细节。     

ANSYS有限元分析软件在微结构气敏元件电极设计的问题研究

微热板是微结构气敏元件的重要组成部分,采用Si作为基底,通过氧化腐蚀形成Si O2绝缘层,在绝缘层上选用Pt完成电极层的制作.利用ANSYS有限元分析工具对微结构气敏传感器的微热板的结构设计进行仿真,通过仿真得到的结果和数据,对器件的整体结构和尺寸进行优化.     

风电起重维修平台夹紧机构的设计

目的 设计风电起重维修平台专用的夹紧机构,解决了风力发电机维修起重设备笨重及运输难的问题.方法 在SolidWorks软件中建立了风电起重维修平台夹紧机构的三维模型,并将其导入到ANSYS workbench软件中.选定风电起重维修平台夹紧机构的顶杆伸出最长时,即风电起重维修平台夹紧机构位于风力发电机塔筒最上部时为分析工况,运用有限元分析技术对风电起重维修平台夹紧机构进行静力学性能分析.结果 在选定的工况下,夹紧机构的最大挠度为16.1 mm,小于许用挠度;夹紧机构的最大应力为337.4 MPa,发生在耳板的下部与顶杆相连接的部位,耳板的材料为Q690,许用应力为492.9 MPa,大于其最大应力.夹紧臂的最大应力为227.4 MPa,小于其许用应力;顶杆的最大应力为308.4 MPa,小于其许用应力;顶杆导轨的最大应力为156.6 MPa,也小于其许用应力.结论 验证了风电起重维修平台夹紧机构的刚度与强度均满足设计要求,对风机起重维修平台的设计提供理论依据,同时为维修平台研制打下基础.     

配索预应力网架的有限元分析

利用直接刚度法推导了空间预应力索的单元刚度，对配索预应力网架进行了有限元分析，并编制了静力计算程序。通过对结构内布索的预应力斜放四角锥网架的计算，得出了预应力网架的一些特性。     

柔性夹紧件的结构设计与有限元分析

为了实现微靶装配体的自动装配并保证装配精度,提出了一种通过弹性变形与半圆柱靶腔实现柔性夹持与自定心的装置.该装置的核心部件是柔性夹紧件,由橡胶材料加工而成,用于对内直径仅为800~1 000μm、壁厚约25~75μm的半圆柱靶腔的夹持.利用有限元软件对上述柔性夹紧件的结构设计是否合理进行分析和验证,通过反复的设计和修改以及软件分析和仿真验证,最终确定了一种较为合理的夹紧件结构设计方案.该设计方案不仅能满足对夹持半圆柱靶腔所提出的大部分要求,而且可以实现对其他类似形状的微小、薄壁的圆柱形物体的夹持.